1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)作業(yè) III一、判斷題1. Gouraud光照模型和Phone模型的繪制真實(shí)感效果和計(jì)算速度是一樣的. ( ) 2. 光的三基色為:紅綠藍(lán). ( ) 3. 鏡面反射光會(huì)在反射方向附近形成高光現(xiàn)象。( )4. 光線追蹤算法的效果逼真，計(jì)算量也不大。( )5. 畫家算法不能處理重疊交錯(cuò)的面。 ( )二、填空題1.光照效應(yīng)中，簡(jiǎn)單的明暗模型考慮光的因素有環(huán)境光、漫反射、鏡面反射幾種。2.陰影可以分為軟陰影、硬陰影。3.按照光源的大小或光源離被照物體的距離，光源可以分為點(diǎn)光源、平行光源 。4.計(jì)算機(jī)圖形顯示器表示顏色的方法是RGB顏色系統(tǒng)，繪圖設(shè)備表示顏色的方法是CMY 顏色系統(tǒng)，它們之間

2、的關(guān)系為R=1-C; G=1-M; B=1-Y。5.在Z緩沖器消隱算法中Z緩沖器每個(gè)單元存儲(chǔ)的信息是 深度 。三、問答題1. 簡(jiǎn)要敘述Z-Buffer消隱算法的基本思想及其優(yōu)點(diǎn)答：Z_Buffer需要幀緩沖器保存?zhèn)€像素顏色，還需要一個(gè)用于保存各像素處物體深度值的Z緩沖器。在計(jì)算時(shí)，當(dāng)要改變某個(gè)像素的顏色值，首先檢查當(dāng)前多邊形的深度值是否大于該像素原來(lái)的深度值，如果大于則說(shuō)明當(dāng)前多邊形更靠近觀察點(diǎn)，用它的顏色替換像素原來(lái)的顏色；否則說(shuō)明在該像素處，當(dāng)前多邊形被前面所繪制的多邊形遮擋了，是不可見的，像素的顏色值不改變。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)多邊形繪制的順序沒有特別要求，而且不需要深度排序，能夠處理相互遮擋的情

3、況。2何謂“光線跟蹤算法”？請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述光線跟蹤算法的基本思想答：光線跟蹤是一種真實(shí)的現(xiàn)實(shí)物體的方法，該方法由Appel在1968年提出。光線跟蹤方法沿著到達(dá)視點(diǎn)的光線的反方向跟蹤，經(jīng)過(guò)屏幕上每一個(gè)像素，找出與視線相交的物體表面點(diǎn)P0，并繼續(xù)跟蹤，找出影響P0點(diǎn)光強(qiáng)的所有光源，從而算出P0點(diǎn)上精確的光線強(qiáng)度，在材質(zhì)編輯中經(jīng)常用來(lái)表現(xiàn)鏡面效果?；舅枷胧牵簩?duì)于每一個(gè)可見點(diǎn)，從該點(diǎn)向光源發(fā)出一根測(cè)試光線，若該光線在到達(dá)光源之前與其他物體相交，則該點(diǎn)位于陰影區(qū)域中，Si=0；否則，它受到光源的直接照射，Si=1.3簡(jiǎn)要光線跟蹤算法的跟蹤終止條件答：（1）光線不與場(chǎng)景中的任何物體相交 （2）被跟蹤的光線

4、達(dá)到了給定的層次 （3）在進(jìn)行光線跟蹤時(shí)若被跟蹤的光線對(duì)像素亮度的貢獻(xiàn)小于設(shè)定的閾值，便停止跟蹤。4. 簡(jiǎn)要敘述全局光照和局部光照答：局部照明也稱為直接照明（direct illumination），只計(jì)算光源發(fā)出的光直接照射在物體表面所產(chǎn)生的光照效果，物體表面通常被假定為不透明，且具有均勻的反射率。局部照明能表現(xiàn)由光源直接照射在漫射表面上形成的連續(xù)明暗色調(diào)、鏡面上的高光以及由于物體相互遮擋而形成的陰影等。但它不考慮周圍環(huán)境對(duì)當(dāng)前物體表面的光照影響，忽略了光在環(huán)境中個(gè)物體之間的傳遞，因而在局部照明中，直接光照不到的地方是黑暗的，陰影的邊緣也是硬的，很難表現(xiàn)自然界復(fù)雜場(chǎng)景中的很多光照現(xiàn)象，因而是

5、片面的、不完全真實(shí)的。如果想得到真實(shí)的照片級(jí)圖像效果就必須采用全局照明的方法。全局照明除了考慮上述因素外，還要考慮場(chǎng)景中光線與物體之間，物體與物體之間相互影響而引起的所有間接照明（indirect illumination）情況。它可以模擬自然界中的各種光照現(xiàn)象，例如漫反射、鏡面反射、折射、次表面光線散射（subsurface light scattering，光線穿過(guò)半透明物體表面進(jìn)入眼中）、顏色滲透（color bleeding，帶顏色的物體表面可以將顏色映到臨近的物體表面）和焦散（caustics，光線經(jīng)鏡面反射或折射到一個(gè)漫射面而引起的聚焦現(xiàn)象）等效果，還能夠生成柔和的陰影。5. 簡(jiǎn)要

6、敘述硬陰影和軟陰影答：陰影通?？梢苑譃閮深悾河碴幱昂蛙涥幱啊Ｓ碴幱埃╤ard shadow）是指由理想電光源（即聚光性能好的單一光源）產(chǎn)生的陰暗均一、邊界分明的陰影，它只包含物體的本影（umbra）。軟陰影（soft shadow）則是由線、面或體光源等產(chǎn)生的邊界柔和、有一定明暗過(guò)度的陰影，它包括物體的本影和半影（penumbra）。當(dāng)物體完全處于陰影中時(shí)，即在本影域內(nèi)，而當(dāng)物體受到部分光照時(shí)則處于半影域內(nèi)。四、選擇題1計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備一般使用的顏色模型是 （ A ）ARGBBHSVCCMY D不在A,B,C中出現(xiàn)2Ray-tracing方法中所考慮的光線包括（ D ）A漫射，反射，不包括透視B

7、透射，反射，不包括漫射C漫射，透射，不包括反射D反射，漫射，透射3下列有關(guān)簡(jiǎn)單光反射模型的描述語(yǔ)句中，下述論述錯(cuò)誤的是（ B ）A.簡(jiǎn)單光反射模型，又稱為Phong模型，它模擬物體表面對(duì)光的反射作用B.在簡(jiǎn)單光反射模型中，假定光源是點(diǎn)光源，而且，僅僅關(guān)注物體表面對(duì)光的鏡面反射作用C. 簡(jiǎn)單光反射模型主要考慮物體表面對(duì)直射光照的反射作用D. 在簡(jiǎn)單光反射模型中，對(duì)物體間的光反射作用，只用一個(gè)環(huán)境光變量做近似處理 4. 在面片的數(shù)量非常大的情況下（ B ）消隱算法速度最快A.深度緩存算法(Z-Buffer) B. 掃描線消隱算法C.深度排序算法(畫家算法) D. 不知道5. 下面關(guān)于深度緩存消隱算

8、法(Z-Buffer)的論斷不正確是（ A ）A. 深度緩存算法并不需要開辟一個(gè)與圖像大小相等的深度緩存數(shù)組B. 深度緩存算法不能用于處理對(duì)透明物體的消隱C. 深度緩存算法能并行實(shí)現(xiàn)D.深度緩存算法中沒有對(duì)多邊形進(jìn)行排序6. 在簡(jiǎn)單光反射模型中，由物體表面上點(diǎn)反射到視點(diǎn)的光強(qiáng)下述哪幾項(xiàng)之和？（123 ）（1）環(huán)境光的反射光強(qiáng)；（2）理想漫反射光強(qiáng)；（3）鏡面反射光強(qiáng)；（4）物體間的反射光強(qiáng)。7. 雙線性光強(qiáng)插值法（Gourand Shading）存在問題（ C ）A.光照強(qiáng)度在數(shù)值上不連續(xù) B.生成多面體真實(shí)感圖形效果差C. 生成曲面體真實(shí)感圖形效果差 D.速度仍然不夠快8. 雙線性法向插值法

9、（Phong Shading）優(yōu)點(diǎn)（ B ）A. 法向計(jì)算精確 B. 高光域準(zhǔn)確 C. 對(duì)光源和視點(diǎn)沒有限制 D.速度較快9. 在光線跟蹤(Ray Tracing)算法中,在（ C ）情況下應(yīng)繼續(xù)跟蹤光線.A. 光線的光強(qiáng)度已經(jīng)很弱 B. 光線的深度已經(jīng)很深C. 光線遇到某一物體 D. 光線遇到背景10. 在光亮度插值算法中，下列論述錯(cuò)誤是（ D ）A. Gouraud明暗模型計(jì)算中，多邊形與掃描平面相交區(qū)段上每一采樣點(diǎn)的光亮度值是由掃描平面與多邊形邊界交點(diǎn)的光亮度插值得到的；B. Phong明暗處理模型中，采用了雙線性插值和構(gòu)造法向量函數(shù)的方法模擬高光；C. Gouraud明暗模型和Phon

10、g明暗處理模型主要是為了處理由多個(gè)平面片近似表示曲面物體的繪制問題；D. Phong明暗模型處理的物體表面光亮度呈現(xiàn)不連續(xù)躍變；五、計(jì)算題1. Gouraud Shading: Given the polygon below with vertices 1,2,3 with coordinates (x1,y1) etc. and intensities at each vertex I1,I2,I3. (A) How would you compute the intensity at point P? Give equation l點(diǎn)的光強(qiáng)為：I1yl-y2y1-y2+I2y1-yly1-y2r點(diǎn)的光強(qiáng)為： I3yr-y2y3-y2